Содержание
Методы определения гранулометрического состава грунтов (ГОСТ 12536-79)
1. Общие положения
Гранулометрическим (зерновым) составом называется весовое содержание частиц различной крупности, выраженное в процентах по отношению к массе сухой пробы, взятой для анализа.
Выделяют шесть основных фракций (табл. 1).
Таблица 1
Фракции (частицы) | Размер частиц, мм |
Валунные (глыбовые) Галечниковые (щебенистые) Гравийные (дресвяные) Песчаные Пылеватые Глинистые | Более 200 10 – 200 2 – 10 От 2 до 0,05 0,05 до 0,005 Менее 0,005 |
Определение гранулометрического состава заключается в разделении грунта на отдельные гранулометрические элементы. Методы определения гранулометрического состава грунтов можно разделить на прямые и косвенные.
К прямым относятся методы, основанные на непосредственном (микрометрическом) измерении частиц в поле зрения оптических и электронных микроскопов или с помощью других электронных и электронно-механических устройств. В практике прямые (микрометрические) методы не получили широкого распространения.
К косвенным относятся методы, которые базируются на использовании различных зависимостей между размерами частиц, скоростью осаждения их в жидкой и воздушной средах и свойствами суспензии. Это группа методов, основанных на использовании физических свойств суспензии (ареометрический, оптический и др.) или моделирующих природную седиментацию (пипеточный, отмучивания и др.).
Ареометрический метод основан на последовательном определении плотности суспензии грунта через определенные промежутки времени с помощью ареометра. По результатам определений рассчитывают диаметр и количество определяемых частиц по формуле или с помощью номограммы. Этим методом определяют содержание в грунте частиц диаметром менее 0,1 мм. Содержание фракций крупнее 0,1 мм определяют ситовым методом.
Устройство ареометра (рис. 1) основано на законе Архимеда: всякое погруженное в жидкость тело теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. При постоянном объеме тела, погруженного в жидкость, более тяжелой жидкости будет вытеснено меньше, а более легкой – больше. Таким образом в легкую жидкость тело будет погружено на большую глубину, в тяжелую на меньшую. Следовательно, чем больше концентрация суспензии, тем больше ее плотность и меньше глубина, на которую погружается в нее ареометр.
Рис.1. Устройство ареометра
При отстаивании суспензии частицы грунта, подчиняясь закону силы тяжести, падают на дно сосуда, и плотность суспензии уменьшается. Соответственно ареометр по мере выпадения частиц постепенно погружается в суспензию глубже и глубже.
Пипеточный метод используется для определения гранулометрического состава глинистых грунтов в комбинации с ситовым. Этот метод основан на разделении частиц грунта по скорости их падения в спокойной воде. Скорость осаждения частиц (v, см/с) определяется по формуле Стокса:
где r – радиус частиц, см; γs – плотность частиц, г/см3; γw–плотность воды, г/см3; g – ускорение свободного падения, см/с2; η – коэффициент вязкости воды.
Через определенные интервалы времени пипеткой из суспензии грунта с различных глубин отбирают пробы, которые затем высушивают и взвешивают.
К косвенным методам также относится и полевой метод Рутковского, который дает приближенное представление о гранулометрическом составе грунтов. В основу метода положены:
1) различная скорость падения частиц в воде в зависимости от их размера;
2) способность глинистых частиц набухать в воде.
С помощью метода Рутковского выделяют три основные фракции: глинистую, песчаную и пылеватую. В полевых условиях на практике этот метод целесообразно применять для определения песков пылеватых и супесей.
В особую группу выделяют методы определения размеров частиц с помощью ситовых наборов. Они занимают промежуточное положение между прямыми и косвенными методами и широко используются в практике самостоятельно или в комбинации с другими методами.
Гранулометрический состав песчаных и глинистых грунтов при исследованиях для строительства в лабораториях следует определять методами, предусмотренными табл. 2.
Ситовой метод — один из основных в практике исследований грунтов для строительства. Метод используется для определения гранулометрического состава крупнообломочных и песчаных грунтов, а также крупнозернистой части пылевато-глинистых грунтов.
Таблица 2
Грунты | Метод определения |
Песчаные, при выделении зерен песка крупностью: от 10 до 0,5 мм от 10 до 0,1 мм Глинистые | Ситовой метод без промывки водой Ситовой метод с промывкой водой Ареометрический, пипеточный (применяется только для специальных целей) |
Сущность метода заключается в рассеве пробы грунта с помощью набора сит. Для разделения грунта на фракции ситовым методом без промывки водой применяют сита с отверстиями диаметром 10; 5; 2; 1; 0,5 мм; с промывкой водой – сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм. Ситовой метод с промывкой водой обычно применяют для определения гранулометрического состава мелких и пылеватых песков.
Гранулометрический состав грунтов является определяющим фактором для физико-механических свойств грунтов. От него зависят пластичность, пористость, водопроницаемость, сжимаемость, сопротивление сдвигу грунтов и др.
Гранулометрический состав служит для классификации грунтов.
2. Классификация грунтов
Согласно действующему ГОСТу по гранулометрическому составу классифицируются крупнообломочные и песчаные грунты (табл. 3).
Глинистые грунты подразделяются по числу пластичности (табл. 4). В строительной практике также используют упрощенную классификацию грунтов по содержанию глинистых частиц (табл. 5).
Таблица 3
Грунты | Размер частиц d, мм | Масса воздушно-сухого грунта, % |
Крупнообломочные | ||
Валунный грунт (при преобладании неокатанных частиц – глыбовый) | d > 200 | > 50 |
Галечный грунт (при преобладании неокатанных частиц – щебенистый) | d > 10 | > 50 |
Гравийный грунт (при преобладании неокатанных частиц – дресвяный) | d > 2 | > 50 |
Песчаные | ||
Песок гравелистый | d > 2 | > 25 |
Песок крупный | d > 0,5 | > 50 |
Песок средней крупности | d > 0,25 | > 50 |
Песок мелкий | d > 0,1 | ≥ 75 |
Песок пылеватый | d > 0,1 | < 75 |
Примечание. Для установления наименования грунта последовательно суммируют проценты частиц исследуемого грунта: сначала крупнее 200 мм, затем крупнее 10 мм, далее крупнее 2 мм и т.д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименования в таблице.
Таблица 4
Грунт | Число пластичности, Jp |
Супесь Суглинок Глина | 1 ≤ Jp≤ 7 7 < Jp≤ 17 Jp> 17 |
Таблица 5
Грунт | Содержание глинистых частиц, % |
Глина Суглинок Супесь Песок | Более 30 30 – 10 10 – 3 Менее 3 |
3. Графическое изображение гранулометрического состава грунтов
Существует несколько способов для графического изображения гранулометрического состава, из которых чаще всего используется способ интегральной кривой и диаграммы – треугольника.
Интегральная кривая – это график, отражающий суммарное содержание фракций мельче определенного диаметра (рис. 2). Для построения кривой по оси абсцисс используют полулогарифмический масштаб, т.е. откладывают не диаметры частиц, а их логарифмы. В начале координат ставят число 0,001, а затем принимая lg10 = 1 равным 5 см, откладывают вправо четыре раза по 5 см, делая отметки, ставя против них последовательно числа 0,01; 0,1; 1; 10. Расстояние между каждыми двумя метками делят на 9 частей пропорционально логарифмам чисел 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 (табл. 6).
Таблица 6
Число | Логарифм | Доля отрезка (от 5 см) |
2 3 4 5 6 7 8 9 | 0,301 0,477 0,602 0,699 0,778 0,845 0,903 0,988 | 1,5 2,4 3,0 3,5 3,9 4,2 4,5 4,9 |
По оси ординат отмечают суммарное содержание фракций в процентах в нарастающем порядке от наименьшего диаметра к наибольшему.
Интегральная кривая гранулометрического состава дает возможность оценить степень неоднородности гранулометрического состава Cu
где d60 и d10 – размер частиц, соответствующий ординатам 60 % и 10 % соответственно на интегральной кривой.
Согласно действующему ГОСТу, если Cu< 3 – грунт однородный, если Сu> 3 – неоднородный.
Диаграмма – треугольник Фере (рис. 3) позволяет изображать содержание трех основных фракций — песчаной, пылеватой и глинистой. В треугольнике Фере использовано свойство равностороннего треугольника – сумма перпендикуляров, опущенных из какой-либо точки внутри треугольника на три стороны, равна высоте треугольника.
Рис. 2. Интегральная кривая грансостава грунта
Если разделить стороны и высоту треугольника на 100 частей и откладывать содержание в грунте глинистых, пылеватых и песчаных частиц (в процентах) от разных сторон треугольника, то получим изображение гранулометрического состава грунта в виде точки. Этот способ позволяет наносить на один чертеж очень большое число анализов.
На рис. 3 изображены результаты гранулометрического анализа трех образцов грунта со следующим содержанием основных фракций в процентах. Образец 1: содержание песка 20, пыли 40, глины 40; образец 2: содержание песка 5, пыли 35, глины 60; образец 3: содержание песка 55, пыли 15, глины 30.
Рис. 3. Треугольник Фере
ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава (47157)
Наприклад:
Охорона праці, ДНАОП, СНиП, НПАОП, НАПБ, НАОП, ДСТУ, ДСП, ДБН, ГОСТ
- Головна
- Документы
- Стандарти (ГОСТ, ДСТУ)
- Страница 5: ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
Рекомендуемое
ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) И МИКРОАГРЕТНОГО СОСТАВОВ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПИПЕТОЧНЫМ МЕТОДОМ
№ п/п
|
Дата определения
|
Лабораторный номер образца выхода
|
Номер выработки глубина отбора образца грунта, м
|
Удельный вес грунта s, г/см3
|
Гигроскопическая (природная) влажность грунта W,
|
Содержание фракций грунта, , размерами, мм
|
Примечание
| |||||||||||
Более 10
|
10 — 5
|
5 — 2
|
2 — 1
|
1 — 0,5
|
0,5 — 0,25
|
0,25 — 0,1
|
0,1 — 0,05
|
0,05 — 0,01
|
0,01 — 0,005
|
0,005 — 0,001
|
Менее 0,001
| |||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнитель_________________________________________________________________________________
(фамилия, имя, отчество, подпись)
Журнал проверил «____»_____________________________________19___г.
________________________________________________________________________________
(должность, фамилия, имя, отчество, подпись)
|
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие положения. 1
2. Определение гранулометрического (зернового) состава песчаных грунтов ситовым методом.. 2
3. Определение гранулометрического (зернового) состава глинистых грунтов ареометрическим методом.. 4
Приложение 1 Журнал лабораторного определения гранулометрического (зернового) состава грунта. 9
Приложение 2 Калибровка ареометра. 10
Приложение 3 Определение гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава глинистых грунтов пипеточным методом.. 10
Приложение 4 Интервалы времени взятия проб суспензии глинистых грунтов при определении гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава пипеточным методом.. 13
Приложение 5 Журнал лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагретного составов глинистых грунтов пипеточным методом. . 17
|
Скачать бесплатно
Предыдущая страница
Нормативні акти про охорону праці
Основні законодавчі акти
Будівельні норми і правила (ДБН, СНиП)
Стандарти (ГОСТ, ДСТУ)
Санітарні норми і правила
Пожежна безпека (НАПБ)
Інструкції з охорони праці
Реестр НПАОП 2020-2021 — Нормативно-правові акти з охорони праці
Смотрите также
ЗАКОН УКраїни
Про основи державної регіональної політикиГОСТ 12.3.033-84 Строительные машины. Общие требования безопасности при эксплуатацииПІ 1.4.72-296-2004 Примірна інструкція з охорони праці під час роботи з ручним пневматичним інструментомДСТУ Б В.2.7-134:2007 СТУ Б В.2.7-134:2007. Строительные материалы. Пинополиуретаны монтажные (монтажные пены). Методы испытания
Анализ гранулометрического состава взвесей водорослей в сточных водах, обработанных гидропонным методом
. 2017;228(9):366.
doi: 10.1007/s11270-017-3556-5.
Epub 2017 6 сентября.
Александра Бавец
1
, Катажина Павенска
1
, Кшиштоф Пуликовский
1
принадлежность
- 1 Институт инженерии окружающей среды, Вроцлавский университет экологии и наук о жизни, пл. Грюнвальдски 24, 50-363 Вроцлав, Польша.
PMID:
28983135
PMCID:
PMC5587618
DOI:
10. 1007/с11270-017-3556-5
Бесплатная статья ЧВК
Александра Бавец и др.
Вода Воздух Почва Загрязнение.
2017.
Бесплатная статья ЧВК
. 2017;228(9):366.
doi: 10.1007/s11270-017-3556-5.
Epub 2017 6 сентября.
Авторы
Александра Бавец
1
, Катажина Павенска
1
, Кшиштоф Пуликовский
1
принадлежность
- 1 Институт инженерии окружающей среды, Вроцлавский университет экологии и наук о жизни, пл. Грюнвальдски 24, 50-363 Вроцлав, Польша.
PMID:
28983135
PMCID:
PMC5587618
DOI:
10.1007/с11270-017-3556-5
Абстрактный
Целью исследования было определение изменений размера частиц взвеси, выявленных в биологически очищенных сточных водах, которые затем были очищены в гидропонной системе с применением инженерного освещения светодиодами (LED). Исследованию подвергались сточные воды, очищенные в лабораторных условиях, в гидропонной системе с использованием воздействия макрофитов Pistia stratiotes и растущие водоросли. Измерение размера частиц производили с помощью лазерного гранулометра. Анализ результатов показал, что дополнительное освещение гидропонной системы светодиодом может существенно влиять на способность частиц суспензии к агломерации и, следовательно, определять их седиментационные свойства. В гидропонной системе с дополнительным освещением наблюдалось больше частиц с эквивалентным диаметром D (3.2) меньше 10 мкм, чем в аквариуме без дополнительного освещения, что указывает на более высокую реакционную способность частиц. Определение размера эквивалентных диаметров D (4.3) позволили нам наблюдать, что в гидропонной системе преобладают частицы сравнительно небольшого размера, что отрицательно сказывается на процессе осаждения взвесей. Определение размеров частиц взвесей, состоящих в основном из водорослей, и динамика их изменения являются основой для уточнения эффективного способа удаления частиц из системы для защиты ресивера от избыточных концентраций взвеси.
Ключевые слова:
водорослевые суспензии; Гранулометрический состав; лазерный гранулометр; Анализ размера частиц; Очистки сточных вод.
Цифры
Рис. 1
Экспериментальная установка. a Макрофиты освещенные…
Рис. 1
Экспериментальная установка. a Макрофиты со светодиодной подсветкой. b Макрофиты без освещения
рисунок 1
Экспериментальная установка. a Макрофиты со светодиодной подсветкой. b Макрофиты без освещения
Рис. 2
Функция F ( из )…
Рис. 2
Функция F ( di ) подвесок, указанных в пробах из резервуара…
Рис. 2
Функция F ( di ) суспензий, указанных в пробах из резервуара, освещенного светодиодами в период с 15.11.2015 по 8.01.2016 (первая серия измерений — 8 недель)
Рис. 3
Функция F ( из )…
Рис. 3
Функция F ( di ) подвесок, указанных в пробах из резервуара…
Рис. 3
Функция F ( di ) суспензий, указанных в пробах из резервуара без светодиодной подсветки в период с 15.11.2015 по 8.01.2016 (первая серия измерений — 8 недель)
Рис. 4
Функция F ( из )…
Рис. 4
Функция F ( di ) подвесок, указанных в пробах из резервуара…
Рис. 4
Функция F ( di ) суспензий, указанных в пробах из бака, освещенных светодиодами в период с 15.01.2016 по 11.03.2016 (вторая серия измерений — 8 недель)
Рис. 5
Функция F ( из )…
Рис. 5
Функция F ( di ) подвесок, указанных в пробах из резервуара…
Рис. 5
Функция F ( di ) суспензий, указанных в пробах из резервуара без светодиодной подсветки в период с 15.01.2016 по 11.03.2016 (вторая серия измерений — 8 недель)
Рис. 6
Функция F ( из )…
Рис. 6
Функция F ( di ) подвесок, указанных в пробах из резервуара…
Рис. 6
Функция F ( di ) суспензий, указанных в пробах из резервуара, освещенного светодиодом в период с 8.04.2016 по 30.05.2016 (третья серия измерений — 8 недель)
Рис. 7
Функция F ( из )…
Рис. 7
Функция F ( di ) подвесок, указанных в пробах из резервуара…
Рис. 7
Функция F ( di ) суспензий, указанных в пробах из резервуара без светодиодной подсветки в период с 8. 04.2016 по 30.05.2016 (третья серия измерений — 8 недель)
Рис. 8
Размеры среднего эквивалента…
Рис. 8
Размеры средних эквивалентных диаметров взвесей D (1,0) в сточных водах принимаются…
Рис. 8
Размеры средних эквивалентных диаметров взвесей D (1,0) в сточных водах, отбираемых из емкости со светодиодным и без светодиодного освещения, определяемые в ходе трех серий измерений
Рис. 9
Размеры среднего эквивалента…
Рис. 9
Размеры средних эквивалентных диаметров взвесей D (2,0) в сточных водах принимаются…
Рис. 9
Размеры средних эквивалентных диаметров взвесей D (2,0) в сточных водах, отбираемых из емкости со светодиодным и без светодиодного освещения, определяемые в ходе трех серий измерений
Рис. 10
Размеры среднего эквивалента…
Рис. 10
Размеры средних эквивалентных диаметров взвесей D (3,0) в сточных водах принимаются…
Рис. 10
Размеры средних эквивалентных диаметров взвесей D (3,0) в сточных водах, отбираемых из емкости со светодиодным и без светодиодного освещения, определяемые в ходе трех серий измерений
См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC
Похожие статьи
Анализ динамики роста водорослей в гидропонной системе со светодиодным ночным освещением методом лазерной гранулометрии.
Бавец А., Гарбовский Т., Павенска К., Пуликовский К.
Bawiec A, et al.
Вода Воздух Почва Загрязнение. 2019;230(1):17. doi: 10.1007/s11270-018-4075-8. Эпаб 20197 января.
Вода Воздух Почва Загрязнение. 2019.PMID: 30679881
Бесплатная статья ЧВК.Изменение гранулометрического состава частиц сточных вод, протекающих через гидропонную лагуну, используемую в качестве третьей ступени очистных сооружений.
Бавец А., Павенска К.
Bawiec A, et al.
Технологии водных наук. 2020 май;81(9):1863-1869. doi: 10.2166/wst.2020.235.
Технологии водных наук. 2020.PMID: 32666941
Использование светодиодного освещения для улучшения очистки сточных вод в гидропонной системе.
Бавец А., Павенска К., Пуликовский К.
Bawiec A, et al.
Экологические технологии. 2020 июнь;41(16):2024-2036. дои: 10.1080/09593330.2018.1554007. Epub 2018 5 декабря.
Экологические технологии. 2020.PMID: 30484745
[Анализ наноразмерных частиц с помощью динамического рассеяния света (DLS)].
Ашизава К.
Ашизава К.
Якугаку Дзаси. 2019;139(2):237-248. дои: 10.1248/якуши.18-00171-1.
Якугаку Дзаси. 2019.PMID: 30713234
Обзор.
Японский язык.Поток суспензии в микрожидкостных устройствах — обзор экспериментальных методов, ориентированных на градиенты концентрации и скорости.
ван Динтер А.М., Шроен К.Г., Вергельдт Ф.Дж., ван дер Сман Р. Г., Бум Р.М.
ван Динтер А.М. и соавт.
Adv Коллоидный интерфейс Sci. 2012 15 мая; 173:23-34. doi: 10.1016/j.cis.2012.02.003. Epub 2012 23 февраля.
Adv Коллоидный интерфейс Sci. 2012.PMID: 22405541
Обзор.
Посмотреть все похожие статьи
Цитируется
Анализ динамики роста водорослей в гидропонной системе со светодиодным ночным освещением методом лазерной гранулометрии.
Бавец А., Гарбовский Т., Павенска К., Пуликовский К.
Bawiec A, et al.
Вода Воздух Почва Загрязнение. 2019;230(1):17. doi: 10.1007/s11270-018-4075-8. Эпаб 20197 января.
Вода Воздух Почва Загрязнение. 2019.PMID: 30679881
Бесплатная статья ЧВК.
Рекомендации
Балинский А. (2013). Основные вопросы, связанные с измерением размера и гранулометрического состава. Труды Литейного НИИ, ЛIII, 3–12.
Boelee NC, Temmink H, Janssen M, Buisman CJN, Wijffels RH. Сценарный анализ удаления питательных веществ из городских сточных вод микроводорослевыми биопленками. Вода. 2012;4(2):460–473. дои: 10.3390/w4020460.
—
DOI
Bourcier D, Féraud JP, Colson D, Mandrick K, Ode D, Brackx E, Puel F. Влияние размера и свойств формы частиц на сопротивление осадка и сжимаемость при фильтрации под давлением. Химическая инженерная наука. 2016; 144:176–187. doi: 10.1016/j.ces.2016.01.023.
—
DOI
Буршта-Адамьяк Э. , Ломотовски Й., Куснеж М., Смолиньска Б. Очищевание wód z zawiesin w systemach hydrofitowych. Газ Вода и Санитарная Техника. 2011;12:483–485.
Базби К.М., Лин Л.С. Масштабирование аквапонных систем: уравновешивание поглощения растениями продукции рыбы. Аквакультурная инженерия. 2014;63:39–44. doi: 10.1016/j.aquaeng.2014.09.002.
—
DOI
Основы зернистости
— Gritomatic Основы зернистости
—
Гритоматик
—
|
/
Сэкономить до
%Сохранять
%Сэкономить до
Сохранять
РаспродажаРаспроданоВ наличии
Наверняка вы знакомы с тем, что существуют разные
классификации зернистости , которые являются частью национальных стандартов на абразивные материалы: в США — ANSI, в Европе — FEPA, в Японии — JIS, а в России — стандарты ГОСТ. Разные производители используют разные системы классификации, что затрудняет сравнение точильных камней.
Попробуйте ответить на вопрос. Частица алмаза имеет диаметр 9 мкм (микрон). Какова его зернистость? Скорее всего, вы откроете одну из множества различных таблиц преобразования, чтобы определить определенный ответ. И в этом случае ваш ответ будет неверным, независимо от того, какие значения вы называете. Это потому, что то, как мы задаем вопрос, не имеет смысла.
Зернистость во всех существующих классификациях определяет статистический состав абразива по огромному количеству частиц. Классификации не работают с отдельными частицами. Вы не можете определить зернистость одной частицы. Частицу размером 9 мкм из нашего примера можно использовать с 8 различными значениями зернистости в соответствии с JIS.
Люди всегда будут пытаться свести сложную проблему к одному числу, и твердость духа не исключение. Несомненно, присвоить какой-либо точильному камню единый номер и объявить, что это значение его зернистости, — очень заманчивая идея, поскольку это сделало бы задачу сравнения тривиально легкой. Когда вы жонглируете в уме различными значениями зернистости, у вас должно быть четкое понимание того, что стоит за цифрами. Если вы используете диаграммы преобразования, вы должны знать основные недостатки и ограничения каждой классификации.
- FEPA — Европейская классификация, которая также используется в США
- JIS — Японская классификация
- ГОСТ — Российская классификация
Каждая из этих классификаций дает определение своего набора значений зернистости. Значение зернистости является дискретным, а не непрерывным. Например, FEPA-F определяет зернистость 800 и 1000, но зернистости 801 или 900 нет.
Любой абразив (будь то твердый, пастообразный или порошковый) состоит из огромного количества частиц. В мире пони и бабочек (где, кстати, живут многие маркетологи производителей) все частицы имеют одинаковый размер. В реальном мире абразивные частицы никогда не бывают одинакового размера, поскольку одни из них больше, а другие меньше. Даже если производитель тщательно сортирует абразивные частицы по размеру, всегда будет определенный диапазон размеров. Как классифицировать абразивный порошок, состоящий из миллиардов частиц разного размера?
Классификации вносят элемент порядка в этот хаотичный мир статистики.
Зернистость
Значение
определяет
Распределение частиц по размерам (PSD).
PSD любого конкретного абразива является интегральной функцией. Цель PSD состоит в том, чтобы ответить на простые вопросы, такие как:
что такое средний, максимальный и минимальный размер частиц?
Средний дает не много. Два очень разных абразива могут иметь одинаковое среднее значение. Средний размер зерна не попадает в центр диапазона.
Нам нужно кое-что еще. Большинство изучаемых абразивных частиц должны находиться в определенном диапазоне (между минимумом и максимумом).
На пояснительной картинке показана зернистость крупнозернистых абразивов по классификации FEPA-F. (Мы используем логарифмическую шкалу на всех графиках).
Давайте возьмем на себя роль лаборанта, которому поручено определить зернистость абразивного порошка по стандарту FEPA-F. Мы последовательно берем пары эталонных сит, с более крупными зернами вверху и с более мелкими зернами внизу. И насыпаем порошок через верх. Если большая часть порошка проходит через верхнее сито, но улавливается нижним ситом, то образец соответствует зернистости. Возможны три случая:
- Абразив низкого качества (с широким спектром зернистости), поэтому он может не удовлетворять ни одному значению зернистости.
- Абразив соответствует только одному значению зернистости.
- Абразив очень однородный (с узкой плотностью частиц) и поэтому удовлетворяет двум или даже более значениям зернистости. Например, зерно 100±5 мкм можно отнести одновременно к F 150 и F 120.
Общая проблема при использовании таблиц значений зернистости заключается в том, что значение зернистости по одной классификации никогда не совпадает с каким-либо другим значением зернистости по другой классификации. Если производитель заявляет, что точильный камень соответствует определенной зернистости, невозможно определить, соответствует ли зернистость точильного камня другой классификации без проведения тщательного лабораторного анализа. Мы можем только делать предположения и упрощения.
Мы упрощаем суть дела, так как речь идет только о
часть абразивных частиц. Основной диапазон является важным параметром, характеризующим размер частиц. Средний размер должен попадать в основной диапазон. Вторая часть может выйти за пределы описанного диапазона. Это называется
смежный диапазон .
На пояснительной картинке показана зернистость по классификации FEPA-F: основной диапазон — синий, а соседний — черный.
Прилегающий диапазон может оказать существенное влияние на чистоту абразива в целом. Например, абразив J 2500 (JIS) имеет основной диапазон 5–6 мкм, а зерна соседнего диапазона могут достигать размера 14 мкм, что почти в три раза больше.
Мы покажем вам на примере, почему все таблицы преобразования зернистости являются приблизительными. Средние размеры частиц для J 2500 (JIS) и 7/5 (ГОСТ 9206-80) очень близки. Основной диапазон J 2500 более узкий. Однако ГОСТ не имеет крупных зерен на соседнем диапазоне. Поэтому мы не можем считать J 2500 = ГОСТ 7/5.
И это еще не все! Соседний диапазон составляет ~91%. Размер оставшихся 9% частиц может выходить за пределы соседнего диапазона. Это называется
пороговый диапазон .
Например, абразив с зернистостью J 240 имеет основной диапазон 57 ± 3 мкм, но зерна порогового диапазона могут быть размером до 127 мкм! Это не какой-то дефект. Это промышленный стандарт, который существует.
Не стоит спешить с крайними выводами о том, что стандарты не имеют смысла. Настоящие абразивы, скорее всего, будут иметь приемлемое распределение размера зерен. Отдельные очень крупные частицы становятся сильными концентрациями напряжений и исчезают во время обкатки.
FEPA (Федерация европейских производителей абразивов) регулирует стандарты абразивов для Европы. Несмотря на наличие своего национального
Стандарт ANSI , американские производители обычно используют стандарты FEPA для указания зернистости. Текущие стандарты
42-1:2006 и
42-2:2006 для заточки камней и кругов (абразивные материалы на связке) и
42-1:2006 и
43-2:2017 для наждачной бумаги (шлифшкурки).
Исторически значение зернистости объяснялось количеством частиц в единице объема для заточки камней и кругов. Поскольку абразивы наждачной бумаги не имеют объема, их зернистость объясняли количеством частиц на единицу площади. Такой не очень продуманный подход привел к тому, что один и тот же абразив может иметь разную зернистость на точильном камне и на наждачной бумаге. Во избежание путаницы для точильных камней и кругов используется обозначение «F» (классификация называется FEPA-F), а для наждачных абразивов используется обозначение «P» (FEPA-P).
Каждый из двух стандартов, в свою очередь, делится на два подстандарта: для макрозерна (крупнозернистого) и микрозерна (мелкозернистого). У них разные требования к зернистости.
- Основной диапазон для FEPA называется
D50 (диапазон 50 % мин./макс. в таблице ниже). - Вызывается соседний диапазон
D94-D3 и предназначен для микрозернистости от F 220 до F 1200. (мин. 94%> и макс. 3%< в таблице ниже). - FEPA-F не имеет пороговых диапазонов.
JIS (японские промышленные стандарты) регулирует японские стандарты абразивных материалов. Текущий стандарт для заточки камней и колес:
JIS R 6001:2017 .
В этой статье анализируются только микрозерна для JIS. (Нам не удалось найти информацию о макрозернистости для JIS.)
- Основной диапазон для JIS называется
D50 (диапазон 50 % мин./макс. в таблице ниже). - Вызывается соседний диапазон
Д94-Д3 . (мин 94%> и максимум 3%< в таблице ниже). - Диапазон пороговых значений — максимальный и минимальный в таблице ниже.
ГОСТ регулирует стандарты абразива для России, Украины и других стран бывшего СССР.
- ГОСТ 9206-80 на алмазные абразивы
- ГОСТ 3647-80 для неалмазных абразивов
ГОСТ 9206-80 (для алмазов) использует интуитивно понятную систему наименования зернистости: сразу указывает основной диапазон. Но в этом есть подвох, так как есть еще смежные и пороговые диапазоны. Поэтому алмазный порошок 2/1 может включать зерна размером от 0 до 3 мкм.
- Основной диапазон для 9206-80
D50 (средний диапазон основной/макс.). - Вызывается соседний диапазон
Д95-Д5 . (Минимум 95> и максимум 5%< в таблице ниже). - Диапазон пороговых значений — максимальный и минимальный в таблице ниже.
Одной из наиболее привлекательных особенностей классификации ГОСТ 9206-80 является легкость ее запоминания для всех трех диапазонов: основного, смежного и порогового. Нужно только запомнить последовательность микрон 1 – 2 – 3 – 5 – 7 – 10 – 14 – 20 – 28 – 40 – 60 для микрозернистости. Аналогичная последовательность есть и для макрогрита. Соседняя пара чисел будет основным диапазоном для той же зернистости (например, 7/5 — это основной диапазон от 5 до 7 мкм). Соседний диапазон на один шаг ниже (от 3 до 7 мкм). Пороговый диапазон — это еще один шаг вниз и один шаг вверх (от 2 до 10 мкм).
ГОСТ 9206-80 также включает уникальную классификацию субмикронной крупки, но мы рассмотрим ее здесь.
ГОСТ 3647-80 (для неалмазов) используется почти такая же микронная лестница. Однако он использует другую систему именования. Для макрозернистости зернистость указывается числом, а для микрозернистости – цифрой с индексом «М» (для Микро). При этом разработчики стандарта «сплавили» макрогранулы и микрограниты: зернистость 5 = М63, а зернистость 4 = М50. (Они полностью эквивалентны, за исключением порогового диапазона).
- Вызывается основной диапазон для 3647-80
D50 и работает точно так же, как в FEPA и JIS (диапазон мин./макс. 50% в таблице ниже). - Смежные значения диапазона являются переменными и не имеют
Д
обозначение (мин. **> и макс. *%< в таблице ниже). - Диапазон пороговых значений — максимальный и минимальный в таблице ниже.
Все вышеперечисленное звучит менее чем интуитивно понятно. На самом деле стандарты еще сложнее, так как они также регулируют
форма частиц .
Мы свели все полученные данные в один график. Ось Y представляет размер зерна в логарифмическом масштабе, на котором 0, 1, 10 и 100 мкм отмечены горизонтальными линиями.
Теперь, приложив немного усилий, вы сможете ответить на несколько сложных вопросов. Иногда вы видите, что данные явно не совпадают с «общепринятыми» таблицами зернистости. Например, точильные камни Boride серии Golden Star имеют две маркировки FEPA-F и JIS. «J-1500» напечатано на точильном камне с зернистостью F 800.
Никакие таблицы зернистости не объяснят, как это получается. J-1500 = F 800.
Таблица диапазонов зернистости объясняет. В Boride Golden Star 800 возможно используется высококачественный абразив с узким основным диапазоном, который соответствует F 800 и J-1500, но не J-2000!
Все описанные нами стандарты были созданы с учетом большого запаса. Необработанный песок, который экскаватор вычерпывает из карьера, вероятно, подходит для одного из стандартных значений зернистости. И все же производители абразивов часто изобретают свои собственные значения зернистости в стандартных шкалах абразивов! Boride продает камни с несуществующей зернистостью F 900.
Наивысшая зернистость JIS – 8000. Производители японских водных камней предлагают свои «продолжения шкалы JIS». Конечно, каждый идет своим путем, не обращая внимания на то, что делают другие. У нас 10К, 13К , 15K, 20K и даже 30K. Только данные о размере зерна могут сказать нам, что означает конкретное значение зернистости. поскольку это создает иллюзию того, что все абразивные частицы имеют одинаковый размер.Но есть и более существенная причина, по которой микроны не используются.Абразивные стандарты — это язык, на котором говорят в отрасли.Поставщик абразива закупает алмазный порошок у какого-нибудь крупного производителя синтетические алмазы, и все, что им нужно знать, это значение зернистости и стандарт, которому он следует.Все многочисленные аспекты, связанные с распределением размера частиц и распределением формы частиц, регулируются этим стандартом. В свою очередь, производимые абразивы наследуют все эти аспекты. Когда потенциальный покупатель (например, производитель поршней для автомобильных двигателей) хочет приобрести абразивы для сверхтонкого хонингования, он называет зернистость и масштаб, которому она должна соответствовать. Все говорят на одном языке. Если этого не сделать, то нет гарантии, что алмазный порошок не будет содержать крупных зерен, что в конечном итоге приведет к фатальной неисправности двигателя.
Большая логарифмическая диаграмма зернистости (GLGC) была создана и поддерживается Mr.Wizard.
Ознакомительные сведения.
Обновления.
Теперь вы должны лучше понимать необходимость
таблицы преобразования, с одной стороны, а также присущие им ограничения в использовании, с другой. Подавляющее большинство известных производителей абразивов вообще не используют какие-либо стандарты классификации или отступают от них для некоторых своих продуктов. Но каждую метку в представленной таблице следует понимать не как узкую точку, а как туманное пятно. Клякса может быть меньше или больше (в зависимости от того, насколько строго отбирались зерна для конкретного абразива). Если вы переводите одну зернистость в другую, не забывайте слово «приблизительно».
Значения зернистости и диапазоны зернистости относятся к характеристикам абразивов, а не к режущей кромке или процессу заточки.
Цитата из
Информация о GLGC:
Диаграмма не дает и не может количественно определять или сравнивать абсолютную производительность. Хотя таблица содержит конкретные продукты, ее основная цель состоит в том, чтобы каталогизировать и отображать различные стандарты, в том числе проприетарные. Поскольку разные продукты, соответствующие одному и тому же стандарту, могут иметь совершенно разные характеристики из-за разной рецептуры, невозможно провести прямое сравнение только по этим цифрам. Абразивные характеристики измеряются не размером частиц, а скоростью удаления материала и шероховатостью поверхности готовой детали в определенных условиях, причем последнее само по себе требует множества параметров для количественной оценки. (Ra, Rz, Rrms и т. д.) Абразивные характеристики сильно различаются и зависят, по крайней мере, от следующих факторов, которые не поддаются количественной оценке с помощью одного медианного значения размера частиц:
— химический состав
— ломкость (склонность к обнажению новых краев и разрушению на более мелкие частицы при использовании)
— угловатость частиц (резкость)
— сферичность частиц (соотношение сторон)
— распределение частиц по размерам (например, более строгая сортировка, чем стандартная)
— свойства основы или склеивания (податливость, гибкость и т. д.)
— плотность точки среза (открытое и закрытое покрытие, доля связующего и т. д.)
— состав и твердость заготовки
— давление и скорость нанесения (влияющие на глубину проникновения песка)
— вспомогательное средство для резки (смазка)
Абразивы 101 на uama. org
Часто задаваемые вопросы по заточке от Brent Beach
{%- если has_only_default_variant -%}
{%- для опции в options_with_values -%}
{% назначить option_index = forloop.index0 %}
{% assign option_index_name = ‘option’ | добавить: forloop.index %}
{% assign displayStyle = configs.displayStyles[option.name] %}
{% assign sortOption = configs.listOrderOptions[option.name] %}
{% если displayStyle == 1 %}
{{ option.name }}
- {%- для значения в option.values -%}
{% если enableTooltip %}
{{ значение | побег }}
{% конец%}
{{ ценить }}
{%- присвоить variant_for_value = false -%}
{%-назначить доступно = false -%}
{%- для варианта в product.variants -%}
{%- если вариант[option_index_name] == значение -%}
{%- присвоить variant_for_value = вариант -%}
{%- если вариант.доступен -%}
{%-назначить доступно = true -%}
{%-конец-%}
{%- перерыв -%}
{%-конец-%}
{%- конец для -%}
{% присвоить option_value = option. name | добавить: «-» | добавить: значение %}
{%- конец для -%}
{% elsif displayStyle == 2 %}
{{ option.name }}
- {%- для значения в option.values -%}
{% если enableTooltip %}
{{ значение | побег }}
{% конец%}
{%- присвоить variant_for_value = false -%}
{%-назначить доступно = false -%}
{%- для варианта в product.variants -%}
{%- если вариант[option_index_name] == значение -%}
{%- присвоить variant_for_value = вариант -%}
{%- если вариант.доступен -%}
{%-назначить доступно = true -%}
{%-конец-%}
{%- перерыв -%}
{%-конец-%}
{%- конец для -%}
{%- конец для -%}
{% elsif displayStyle == 3 %}
{{ option. name }}
- {%- для значения в option.values -%}
{% если enableTooltip %}
{{ значение | побег }}
{% конец%}
{{ ценить }}
{%- присвоить variant_for_value = false -%}
{%-назначить доступно = false -%}
{%- для варианта в product.variants -%}
{%- если вариант[option_index_name] == значение -%}
{%- присвоить variant_for_value = вариант -%}
{%- если вариант.доступен -%}
{%-назначить доступно = true -%}
{%-конец-%}
{%- перерыв -%}
{%-конец-%}
{%- конец для -%}
{%- конец для -%}
{% elsif displayStyle == 4 %}
{{ option.name }}
- {% если configs.